[发明专利]一种混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机的转矩驱动方法

权利要求书

1.一种混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机的转矩驱动方法，其特征是，所述电机包括径向定子、轴向定子及转子，所述转子内置在径向定子中且与径向定子同轴放置，所述轴向定子安放在转子端部，与转子同心放置，所述径向定子及轴向定子分别安放有径向电枢绕组及轴向电枢绕组；

所述转子为实心转子，转子上有转子槽，转子槽内安放有永磁体，所述永磁体通过串并联组合实现“聚磁效应”，在转子上产生磁极，所述磁极分为径向磁极和轴向磁极，轴向磁极的极数和径向磁极的极数相等；所述径向磁极面向电机的径向定子，径向磁极与转子之间为径向气隙，所述轴向磁极加工成凸极形状，面向电机轴向定子，所述轴向磁极和轴向定子之间为轴向气隙；

所述永磁体产生的磁通一部分通过径向磁极进入径向定子与径向电枢绕组交链形成径向主磁通，永磁体产生的磁通另一部分通过轴向磁极进入轴向定子与轴向电枢绕组交链形成轴向主磁通，径向主磁通与轴向主磁通并联；

电机运行时，通过向径向电枢绕组和轴向电枢绕组施加电流来动态调节电机的运行时的轴向主磁通和径向主磁通，以此实现弱磁控制。

2.如权利要求1所述的一种混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机的转矩驱动方法，其特征是，所述径向定子由硅钢片叠压而成，所述径向定子包括定子槽，定子齿和定子轭部，所述定子槽内安放有径向电枢绕组。

3.如权利要求1所述的一种混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机的转矩驱动方法，其特征是，所述径向主磁通与径向电枢绕组产生的磁场相互作用产生转矩，轴向主磁通与轴向电枢绕组产生的磁场相互作用产生转矩。

4.如权利要求3所述的一种混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机的转矩驱动方法，其特征是，电机正常运行时，轴向电枢绕组同时产生d轴和q轴电流，d轴电流产生的磁场使得转子产生的绝大部分磁通沿径向进入到径向铁芯，与径向电枢绕组产生的磁场相互作用产生主转矩，另外一小部分磁通沿轴向进入到轴向定子中，这部分磁通与轴向电枢绕组的q轴电流相互作用产生助力转矩。

5.如权利要求3所述的一种混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机的转矩驱动方法，其特征是，电机正常运行时，轴向定子绕组起到增大电机径向主磁通并产生助力转矩；当需要弱磁扩速运行时，减小电机轴向定子绕组的d轴电流，这使得相当多的转子磁通沿轴向进入到轴向铁芯中，减小电机的径向主磁通，使得径向定子工作在弱磁条件下，显著增大电机的调速范围，实现弱磁扩速；

所述径向电枢绕组和轴向电枢绕组可为单层绕组，或为双层绕组，径向电枢绕组和轴向电枢绕组产生的磁场的极数均和转子磁极极数相等。

6.如权利要求1所述的一种混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机的转矩驱动方法，其特征是，上述混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机中的轴向定子的数量为两个时，分别安放在转子相应的两个端部，转子的两个端部均加工成扇环的形状形成轴向磁极。

7.如权利要求1-6任一所述的一种混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机的转矩驱动方法，其特征是，径向定子产生主驱动转矩，轴向定子实现弱磁功能并产生助力转矩，具体包括：

当电机正常工作不需要弱磁运行时，轴向定子的电枢绕组产生d轴电流，使得电机轴向主磁通减小，径向主磁通增大，电机转矩主要由径向主磁通和径向电枢绕组磁场产生，此时电机轴向电枢绕组只施加d轴电流，径向主磁通最大，通过调节电机轴向电枢绕组的d轴电流调节径向主磁通的大小；

当电机需要进行弱磁运行时，轴向电枢绕组的d轴电流减小，电机径向主磁通减小，轴向主磁通增大，此时径向部分电机工作在弱磁条件，减小轴向电枢绕组的d轴电流的同时，同时增大其q轴电流，此时轴向定子电枢绕组与轴向主磁通产生助力转矩，增大电机的转矩密度和功率密度。